Usinage par abrasion

L'usinage par abrasion consiste à enlever une partie de la matière de pièces métalliques ou autres au moyen d'outils constitués de particules coupantes agglomérées par un liant : chaque particule enlève un petit copeau lorsque l'une de ses...



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L'usinage par abrasion consiste à enlever une partie de la matière de pièces métalliques ou autres au moyen d'outils constitués de particules coupantes agglomérées par un liant : chaque particule enlève un petit copeau lorsque l'une de ses arêtes se présente favorablement sur la pièce, le plus souvent à grande vitesse ; le copeau est de très petite section, de l'ordre de 0, 001 mm² ; il n'est pas tranché mais gratté.

Le nombre de copeaux coupés simultanément est particulièrement grand, de 100 à 1000.

L'usinage par abrasion utilise essentiellement des meules et des bandes abrasives.

Histoire

L'usinage par abrasion a précédé historiquement l'usinage par coupe à l'outil. Il suffit de frotter l'un contre l'autre deux corps cristallins pour les désagréger ; naturellement c'est le plus dur qui triomphe du plus tendre. La technique de l'usinage par abrasion a 150 ans. La première meule fut fabriquée à Paris en 1843. Les premières machines de précision pourvues d'outils abrasifs tournants datent d'environ 1900.

Les abrasifs

Les abrasifs utilisés sont particulièrement durs, aussi peuvent-ils attaquer même les aciers trempés invulnérables aux outils de coupe ordinaires. Ils sont naturels (grès, émeri, diamant) ou artificiels (alumine cristallisée ou carbure de silicium cristallisé).

L'agglomérant

Pour former une meule, les particules abrasives de grosseur déterminée doivent être liées entre elles par un agglomérant.

La répartition des particules abrasives doit être régulière, de telle manière que la meule présente la plus grande homogénéité envisageable. Cette condition d'homogénéité est particulièrement importante.

L'agglomérant retient chaque particule de matière abrasive qui se trouve ainsi sertie dans la matière.

L'agglomérant n'exerce aucune action abrasive, mais c'est de sa nature que dépend la résistance de la meule au travail, aux chocs ainsi qu'à tout effort de rupture.

L'agglomérant peut être de différentes natures : argile, céramique, caoutchouc, résines synthétiques ou laques.

Conception d'une meule

Les meules sont réalisées par moulage, le plus souvent sous pression, à l'état humide.

Après séchage, elles sont taillées approximativement sur un tour de potier, puis positionnées dans des fours à haute température, pour vitrifier les substances céramiques. Cette opération est assez longue : au moins plusieurs jours et jusqu'à 2 semaines.

Après refroidissement, les meules sont amenées à leurs cotes définitives.

L'intérêt de l'usinage par abrasion

La dureté de l'abrasif et son indifférence à la chaleur permettent d'usiner des pièces métalliques de n'importe quelle dureté (pièces ayant subi l'effet de trempe, outils en carbure, ... )

Il est envisageable de finir des surfaces avec précision par abrasion grâce à la finesse du copeau coupé. Les états de surface s'en trouvent perfectionnés. Ainsi l'abrasion conduit à la haute qualité mécanique. On peut fréquemment respecter sur les machines à rectifier des tolérances de 2 microns, soit 10 fois plus petites que celles observées sur les machines à outils coupants métalliques.

Techniques d'abrasion mécanique

Les principales techniques d'abrasion mécanique sont :

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